CN111855380A - 一种混凝土快速冻融试验设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于混凝土技术领域，公开了一种混凝土快速冻融试验设备。该混凝土快速冻融试验设备包括：冻融箱本体，冻融箱本体内形成有用于填充防冻液的冻融试验空间；水平设置在冻融试验空间内的转轴，转轴的两端分别与冻融箱本体的箱体转动连接；水平且与转轴间隔设置在冻融试验空间内的至少一个放置槽，放置槽用于水平放置装有待检测混凝土的试件桶；以及一端与转轴固定连接，另一端与放置槽铰接的连接组件。本发明的混凝土快速冻融试验设备能够提高混凝土试件冻融试验的均匀性和混凝土试件放取的便捷性，从而保证混凝土试件在检测过程中的准确性和有效性。

Description

一种混凝土快速冻融试验设备

技术领域

本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种混凝土快速冻融试验设备。

背景技术

冻融试验，即通过模拟自然界环境的温度变化，以检测混凝土试件的抗冻性能。混凝土的冻融试验的大致过程为：在混凝土试件养护成型之后，将其放置于试件桶中，试件桶内填充有冻融介质，将试件桶依次放入冻融试验机的冻融箱的网格中，冻融箱内填充有防冻液，根据试验所需通过控制冻融箱的温度，以进行混凝土试件的冻融循环试验，每隔一定的冻融循环次数，将试件桶从冻融箱的网格中取出，再从试件桶中取出试件，进行后续的混凝土抗冻性能参数的测定。

然而，结合图1所示，现有技术中的冻融试验设备200在冻融试验过程中，试件桶40需要垂直放置在冻融箱10内。这样，通常导致现有技术中的冻融试验设备具有以下几方面的缺陷：一方面，由于试件桶通常较高，往往会造成混凝土试件上下冻融不均匀，从而给试验结果带来误差；另一方面，混凝土试件在冻融循环过程中，试件桶与混凝土试件之间的缝隙往往会附着大量冰块，导致试件桶凸出变形，从而使得试件桶较难从冻融箱的网格中取出，进而容易造成网格的变形破坏，混凝土试件也较难从试件桶中取出。此外，残留的冰块往往会导致混凝土试件表面的水泥砂浆脱落，造成混凝土试件的局部破坏，从而给后期试验的数据进一步地带来一定的误差，甚至难以进行后续试验。

发明内容

为了解决上述全部或部分问题，本发明目的在于提供一种混凝土快速冻融试验设备，以提高混凝土试件冻融试验的均匀性和混凝土试件放取的便捷性，从而保证混凝土试件在检测过程中的准确性和有效性。

该混凝土快速冻融试验设备包括：冻融箱本体，冻融箱本体内形成有用于填充防冻液的冻融试验空间；水平设置在冻融试验空间内的转轴，转轴的两端分别与冻融箱本体的箱体转动连接；水平且与转轴间隔设置在冻融试验空间内的至少一个放置槽，放置槽用于水平放置装有待检测混凝土的试件桶以及一端与转轴固定连接，另一端与放置槽铰接的连接组件；其中，转轴设置成能够在外力的作用下沿单一方向转动，以使放置槽能够通过连接组件在转轴的转动下沿转轴的周向转动，从而使试件桶能够在冻融试验空间内沿转轴的周向转动。

进一步地，放置槽内形成有顶部开口的放置腔，试件桶水平放置在放置腔内，连接组件包括相对且平行设置在放置槽的长度方向的两端的两个连杆，连杆垂直于转轴的轴线且一端与转轴固定连接，另一端与放置槽的长度方向上的两个侧壁铰接，以使放置槽在转动过程中，放置腔的顶部开口能够始终朝向上方。

进一步地，放置槽构造为长方体凹槽结构，长方体凹槽结构的底壁的厚度大于长方体凹槽结构的侧壁的厚度。

进一步地，放置腔的深度与试件桶的高度比的范围为1:2至3:4。

进一步地，混凝土快速冻融试验设备包括沿转轴的周向和/或轴向间隔设置的多个连接组件和分别与各连接组件铰接的多个放置槽。

进一步地，转轴的至少一端密封穿过箱体的侧壁，混凝土快速冻融试验设备还包括与转轴的端部相连的转动把手或驱动装置，转动把手通过棘轮机构与转轴相连，转动把手或驱动装置设置成能够使转轴以固定频率沿单一方向转动。

进一步地，混凝土快速冻融试验设备还包括试件桶，试件桶包括：桶体，桶体的长度方向的两端均形成有开口，桶体内形成有用于填充冻融介质和混凝土试件的容置腔；和密封且可拆卸固定在两端开口上的密封盖。

进一步地，桶体和/或容置腔的纵截面构造为矩形、多边形或圆形中的一种，密封盖的形状构造为与桶体的形状相匹配。

进一步地，试件桶还包括一端与密封盖相连，另一端用于与桶体可拆卸固定的卡扣机构和设置在密封盖内的密封件，其中，卡扣机构设置成：在密封盖与桶体扣合状态下能够对密封件造成挤压变形。

进一步地，转轴和/或放置槽和/或连接组件的材料为不锈钢，试件桶的材料选自不锈钢或塑料中的一种。

与现有技术相比，本发明的混凝土快速冻融试验设备具有以下几方面的优点：

1)本发明的混凝土快速冻融试验设备通过转轴在外力的作用下沿单一方向转动，可使得混凝土试件能够在冻融试验空间内与环境温度更充分的接触，从而可避免因局部温度的差异而造成的混凝土试件冻融效果不均匀，而造成的试验结果存在误差的问题；

2)本发明的混凝土快速冻融试验设备当设置有多个放置槽时，还能够通过单一方向的转动避免多个混凝土试件之间的温度存在差异，从而使得混凝土试件的冻融试验的数据更加精准、可靠；

3)本发明的混凝土快速冻融试验设备的试件桶采用桶体和密封盖相结合的结构形式，不仅能够保证冻融箱中的防冻液不会渗进试件桶中，相应的试件桶中的冻融介质也不会渗出；同时，还能够轻松地取出混凝土试件，保证了混凝土试件的完整性，从而提高了混凝土试件取放的便捷性。

附图说明

图1为现有技术中的冻融试验设备的结构示意图；

图2为本发明实施例的混凝土快速冻融试验设备的结构示意图；

图3为图2所示的混凝土快速冻融试验设备的沿B-B方向的视图；

图4为图2所示的混凝土快速冻融试验设备的放置槽与连接组件的连接示意图；

图5为图4所示的放置槽与连接组件的连接示意图的沿C-C方向的视图；

图6为本发明实施例的试件桶的结构示意图。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种混凝土快速冻融试验设备做进一步详细的描述。

图2和图3示出了根据本发明实施例的混凝土快速冻融试验设备100的结构。如图2和图3所示，该混凝土快速冻融试验设备100包括：冻融箱本体1，冻融箱本体1内形成有用于填充防冻液13的冻融试验空间12；水平设置在冻融试验空间12内的转轴2，转轴2的两端分别与冻融箱本体1的箱体11转动连接；水平且与转轴2间隔设置在冻融试验空间12内的放置槽3，放置槽3用于水平放置装有待检测混凝土的试件桶4；以及一端与转轴2固定连接，另一端与放置槽3铰接的连接组件5。其中，转轴2设置成能够在外力的作用下沿单一方向转动，以使放置槽3能够通过连接组件5在转轴2的转动下沿转轴2的周向转动，从而使试件桶4能够在冻融试验空间12内沿转轴2的周向转动。

本发明实施例的混凝土快速冻融试验设备100在使用时，在冻融箱本体1的冻融试验空间12内填充防冻液13(如图2所示的波浪线)，以避免在冻融试验时，冻融试验空间12内的温度变化对设备造成影响。其中，冻融箱本体1应当理解为具有现有技术中的冻融箱的功能的装置，例如能够控制冻融试验空间12的温度变化。将装有待检测混凝土的试件桶4水平放置在放置槽3上。在冻融试验过程中，转轴2在外力的作用下沿单一方向转动，放置槽3带动试件桶4在冻融试验空间12内沿转轴2的周向转动。通过该设置，本发明实施例的混凝土快速冻融试验设备100，一方面，通过一定的频率转动能够有效地提升混凝土试件在冻融试验程中的冻融的均匀性。具体地，通过转轴2在外力的作用下沿单一方向转动，可使得混凝土试件能够在冻融试验空间12内与环境温度更充分的接触，从而可避免因局部温度的差异而造成的混凝土试件冻融不均匀给试验结果带来误差的问题；另一方面，当设置有多个放置槽3时，还能够通过单一方向的转动避免多个混凝土试件之间的温度存在差异，从而使得混凝土试件的冻融试验的数据更加精准、可靠。

在图4和图5所示的优选地实施例中，放置槽3内可形成有顶部开口的放置腔31，试件桶4水平放置在放置腔31内，连接组件5可包括相对且平行设置在放置槽3的长度方向的两端的两个连杆51，连杆51垂直于转轴2的轴线且一端与转轴2固定连接，另一端与放置槽3的长度方向上的两个侧壁铰接，以使放置槽3在转动过程中，放置腔31的顶部开口能够始终朝向上方(如图4所示的A方向)。本实施例中，通过铰接的连接方式，保持放置腔31的顶部开口始终朝向上方，这样，能够有效地防止放置在放置槽3上的试件桶4掉落，从而保证了混凝土试件的冻融效果的均匀性，以使得冻融数据的准确性。优选地，连杆51可与放置槽3的长度方向的两个侧壁的顶部位置铰接，以进一步的防止试件桶4侧翻掉落。

优选地，放置槽3可包括设置在放置槽3的长度方向上的两个侧壁上的铰接组件(图中未示出)，铰接组件可包括形成在放置槽3的侧壁的球形凹槽(图中未示出)，和一端与球形凹槽形成球面铰接配合的连接杆(图中未示出)，连接杆的另一端用于与连杆51连接，以使连杆51可通过铰接组件与放置槽3形成铰接配合。

在一个优选地实施方式中，放置槽3可构造为长方体凹槽结构，长方体凹槽结构的底壁的厚度可大于长方体凹槽结构的侧壁的厚度。通过该设置，可提高放置槽3的底壁的重量，以使得放置槽3的重心下移，这样能够进一步的保证放置槽3在转动过程中，放置腔31的顶部开口始终朝向上方，从而进一步地避免发生侧翻倾斜而掉落的问题，进而能够进一步地保证了混凝土试件冻融试验的均匀性。

在一个优选地实施方式中，放置腔31的深度与试件桶4的高度比的范围可为1:2至3:4。优选为2:3。通过该设置，可使得放置腔31的深度能够至少超过试件桶4的一半的位置，从而能够有效地保证放置槽3转动时试件桶4的放置的稳定性。还优选地，放置腔31的宽度还可大于试件桶4的宽度20mm，以最大程度的避免试件桶4发生侧翻倾斜而掉落的问题，同时形成的间隙还能够提高试件桶4的放取的便利性。

优选地，如图4和图5所示，混凝土快速冻融试验设备100可包括沿转轴2的周向和/或轴向间隔设置的多个连接组件5和分别与各连接组件5铰接的多个放置槽3，以同时能够对多组装有混凝土试件的试件桶4进行冻融试验，从而直接提高了本发明实施例的混凝土快速冻融试验设备100的混凝土冻融试验的效率。这里需要说明的是，放置装有试件桶4的放置槽3的组数取决于冻融箱本体1和与冻融箱本体1共同工作的其他设备的大小，这里不做具体限定。

在一个优选地实施方式中，转轴2的至少一端密封穿过箱体11的侧壁，混凝土快速冻融试验设备100还可包括与转轴2的端部相连的转动把手6(如图3和图5所示)或驱动装置(图中未示出)，转动把手6可通过棘轮机构(图中未示出)与转轴2相连，转动把手6或驱动装置可设置成能够使转轴2以固定频率沿单一方向转动。其中，棘轮机构为由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。棘轮与转轴2同轴固定连接，棘爪设置在箱体11的侧壁上。转动把手6与棘轮可拆卸地插接，并在摇动转动把手6时能够驱动棘轮转动，以带动转轴2转动。驱动装置可为驱动电机。

本实施例中，通过转动把手6或驱动装置以固定频率驱动转轴2转动，可使得装有待检测混凝土的试件桶4能够以固定频率在冻融试验空间12转动，混凝土试件在一个冻融循环周期内以相同的转动频率转动，能够使得混凝土试件更为充分和均匀的与冻融试验空间12内的变化的温度接触，从而能够有效地保证混凝土试件在冻融循环过程中冻融的均匀性，进而使得所测的混凝土试件的冻融试验数据能更真实的反应出混凝土试件的冻融特性，提高数据的精确度。

优选地，转动把手6的材质可选用铸铁。还优选地，转动把手6的外表面还可包裹防滑橡胶(图中未示出)。通过该设置，一方面，可有效地提高转动把手6的自身的结构强度，另一方面，防滑橡胶还能够保证操作时的防滑效果，提高操作的舒适度。

在一个优选地实施例中，混凝土快速冻融试验设备100还可包括试件桶4，如图6所示，试件桶4可包括：桶体41，桶体41的长度方向的两端均形成有开口，桶体41内形成有用于填充冻融介质和混凝土试件的容置腔；和密封且可拆卸固定在两端开口上的密封盖42。

本发明实施例的试件桶4在使用时，首先将养护完成的混凝土试件放置在桶体41的容置腔内，并将桶体41的其中一个开口使用密封盖42进行密封固定。向容置腔内倒入冻融介质(如水)，以使得混凝土试件完全浸入冻融介质内，再将桶体41的另一个开口使用密封盖42进行密封固定，以使得试件桶4内形成密闭空间。将试件桶4水平放置在放置槽3上，以进行后续的冻融试验。每经过一个冻融循环周期，从冻融箱本体1的放置槽3中取出试件桶4，打开试件桶4两侧的密封盖42，并将桶体41水平放置在清水中，通过左右晃动，并边推边拉的操作，即能够轻松地取出混凝土试件，同时保证了试件的完整性，以便更科学地进行后续的相关试验。当一个冻融周期试验结束后，可重复上述的过程。通过该设置，本发明实施例的试件桶4能够提高混凝土试件取放的便捷性。

在一个优选地实施方式中，桶体41和/或容置腔的纵截面可构造为矩形、多边形或圆形中的一种，密封盖42的形状可构造为与桶体41的形状相匹配。优选地，桶体41的纵截面可构造为矩形或多边形，以使得桶体41与放置腔31的接触为面与面的接触，以提高桶体41放置的稳定性。

优选地，试件桶4还可包括一端与密封盖42相连，另一端用于与桶体41可拆卸固定的卡扣机构(图中未示出)和设置在密封盖42内的密封件(图中未示出)。其中，卡扣机构可设置成：在密封盖42与桶体41的扣合状态下能够对密封件造成挤压变形。通过在密封盖42下设置弹性密封件，并借助卡扣机构的卡装作用，使得密封盖42与桶体41在安装时能够产生挤压作用，并引起弹性密封件的形变，这样有助于增强试件桶4内的密闭腔体的密封性能。

优选地，卡扣机构可包括：形成在桶体41的开口端的卡凸(图中未示出)，和一端与密封盖42枢接，另一端与卡凸形成卡接配合的环形卡扣(图中未示出)。

在一个优选地实施方式中，转轴2和/或放置槽3和/或连接组件5的材料可为不锈钢，试件桶4的材料可选自不锈钢或塑料中的一种。优选地，转轴2、放置槽3、连接组件5的材料可为不锈钢，桶体41和密封盖42的材料可选自不锈钢或塑料中的一种。其中，不锈钢具有在防冻液13中不腐蚀的特点，且能满足结构强度要求。塑料可使用聚乙烯或聚丙烯等材料，并可向塑料内添加了多种有机溶剂，后经注塑机注塑成形，以形成注塑件，从而使得桶体41和密封盖42具有制备工艺简单、结构强度高的特点。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“水平”、“顶”、“底”“轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种混凝土快速冻融试验设备，其特征在于，包括：冻融箱本体，所述冻融箱本体内形成有用于填充防冻液的冻融试验空间；水平设置在所述冻融试验空间内的转轴，所述转轴的两端分别与所述冻融箱本体的箱体转动连接；水平且与所述转轴间隔设置在所述冻融试验空间内的至少一个放置槽，所述放置槽用于水平放置装有待检测混凝土的试件桶；以及一端与所述转轴固定连接，另一端与所述放置槽铰接的连接组件；其中，所述转轴设置成能够在外力的作用下沿单一方向转动，以使所述放置槽能够通过所述连接组件在所述转轴的转动下沿所述转轴的周向转动，从而使所述试件桶能够在所述冻融试验空间内沿所述转轴的周向转动。

2.根据权利要求1所述的混凝土快速冻融试验设备，其特征在于，所述放置槽内形成有顶部开口的放置腔，所述试件桶水平放置在所述放置腔内，所述连接组件包括相对且平行设置在所述放置槽的长度方向的两端的两个连杆，所述连杆垂直于所述转轴的轴线且一端与所述转轴固定连接，另一端与所述放置槽的长度方向上的两个侧壁铰接，以使所述放置槽在转动过程中，所述放置腔的顶部开口能够始终朝向上方。

3.根据权利要求2所述的混凝土快速冻融试验设备，其特征在于，所述放置槽构造为长方体凹槽结构，所述长方体凹槽结构的底壁的厚度大于所述长方体凹槽结构的侧壁的厚度。

4.根据权利要求2所述的混凝土快速冻融试验设备，其特征在于，所述放置腔的深度与所述试件桶的高度比的范围为1:2至3:4。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的混凝土快速冻融试验设备，其特征在于，所述混凝土快速冻融试验设备包括沿所述转轴的周向和/或轴向间隔设置的多个所述连接组件和分别与各所述连接组件铰接的多个所述放置槽。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的混凝土快速冻融试验设备，其特征在于，所述转轴的至少一端密封穿过所述箱体的侧壁，所述混凝土快速冻融试验设备还包括与所述转轴的端部相连的转动把手或驱动装置，所述转动把手通过棘轮机构与所述转轴相连，所述转动把手或所述驱动装置设置成能够使所述转轴以固定频率沿单一方向转动。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的混凝土快速冻融试验设备，其特征在于，所述混凝土快速冻融试验设备还包括试件桶，所述试件桶包括：桶体，所述桶体的长度方向的两端均形成有开口，所述桶体内形成有用于填充冻融介质和混凝土试件的容置腔；和密封且可拆卸固定在两端所述开口上的密封盖。

8.根据权利要求7所述的混凝土快速冻融试验设备，其特征在于，所述桶体和/或所述容置腔的纵截面构造为矩形、多边形或圆形中的一种，所述密封盖的形状构造为与所述桶体的形状相匹配。

9.根据权利要求7所述的混凝土快速冻融试验设备，其特征在于，所述试件桶还包括一端与所述密封盖相连，另一端用于与所述桶体可拆卸固定的卡扣机构和设置在所述密封盖内的密封件，其中，所述卡扣机构设置成：在所述密封盖与所述桶体扣合状态下能够对所述密封件造成挤压变形。

10.根据权利要求7所述的混凝土快速冻融试验设备，其特征在于，所述转轴和/或所述放置槽和/或所述连接组件的材料为不锈钢，所述试件桶的材料选自不锈钢或塑料中的一种。

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